阿拉善地块东部早古生代(约420 Ma)变质事件的发现及其地质意义:来自独居石与锆石U-Pb定年的新证据

前寒武纪变沉积岩系是阿拉善地块重要组成部分,准确测定其原岩成岩时代和变质时代,对于进一步认识阿拉善地块起源、形成、演化与亲缘性具有十分重要的科学意义.本文对阿拉善地块东部阿拉坦敖包地区德尔和通特组含蓝晶石石榴云母石英片岩开展了系统的野外地质调查、岩相学观察和同位素年代学研究.碎屑锆石U-Pb定年和野外地质调查表明,阿拉坦敖包地区德尔和通特组和祖宗毛道组碎屑锆石年龄介于3 306~1 146 Ma,并以出现中元古代锆石年龄（1 800~1 100 Ma）高频区为特征,最小一组碎屑锆石年龄约为1 123 Ma,结合区域上它们被约900 Ma花岗质片麻岩侵入的野外关系,阿拉坦敖包地区德尔和通特组与祖宗毛道组变沉积岩系的沉积时代被限定在1 123~900 Ma之间,为一套中元古代晚期?新元古代早期陆缘沉积建造,具有亲华北板块的特点.此外,变质独居石和变质锆石U-Pb定年和微量元素分析表明,阿拉坦敖包地区德尔和通特组含蓝晶石泥质片岩中发育大量变质独居石,它们具有典型变质独居石的稀土元素配分模式（轻稀土元素强烈富集而重稀土元素强烈亏损）,其加权平均年龄为419±3 Ma（MSWD=7.1,n=40）,类似地,一个锆石变质边也记录了406±7 Ma的206Pb/238U年龄.这些变质年龄被解释为阿拉善地块东部阿拉坦敖包地区德尔和通特组含蓝晶石石榴云母石英片岩遭受早古生代末角闪岩相变质?变形作用的时代,可能是阿拉善地块与周缘微陆块早古生代末碰撞造山作用的响应.      

甘肃合黎山古元古代正长岩的发现及其对阿拉善地块大地构造属性的启示

阿拉善地块的大地构造属性是近年来地质界激烈争论的科学问题:是华北克拉通的一部分,还是在前寒武纪尚未与华北克拉通拼合?研究阿拉善地块的基底并与华北克拉通主体进行对比,对探讨这一问题具有重要启示。阿拉善地块的基底仅在其东部和西南缘零星出露,且前人的研究主要集中在地块东部。在阿拉善地块西部的合黎山地区,有正长岩侵入龙首山群,并被震旦系不整合覆盖。该正长岩强烈富钾(K_2O=13.77%),轻、重稀土明显分异((La/Yb)_N=46.62),显示Nb-Ta负异常和Pb-Zr-Hf正异常,并具有高Sr低Nd的同位素特征(ε_(Nd)(t)=-5.05),表明该岩体源于玄武质下地壳的部分熔融。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该正长岩形成于(1872±12) Ma,即古元古代,并记录了～2.7 Ga的地壳生长以及～2.5 Ga和～1.95 Ga的岩浆活动。合黎山古元古代正长岩的发现补充了阿拉善地块前寒武纪基底的组成,进一步完善了阿拉善地块新太古代—古元古代基底和构造热事件的时代格架,且与华北克拉通主体十分相似,指示二者具有明显的亲缘性。     

阿拉善高原古湖岸堤释光测年与晚第四纪湖面变化

阿拉善高原位于现代西风环流与东亚季风环流过渡带,该地区分布的湖泊对全球性气候变化响应极为敏感,阿拉善高原广泛分布的古湖岸堤为较准确地重建晚第四纪湖泊水位变化提供了良好载体.近年对黑河、石羊河尾闾湖泊以及吉兰泰盐池、雅布赖盆地等地的古湖岸堤的沉积地层以及石英和钾长石释光测年研究,重建了不同区域较高分辨率的末次间冰期以来湖泊时空演化过程.发现早在300 ka以前阿拉善高原就已经形成了高水位湖泊,黑河尾闾额济纳盆地在MIS11或更早、 MIS9、 MIS7、 MIS5和MIS 1形成了高湖面湖泊,高湖面湖泊形成存在100 ka的周期.阿拉善高原在末次间冰期及全新世形成了稳定高湖面湖泊,但间冰期内部湖面波动具有空间差异性,东部区域湖泊高湖面出现在MIS 5e^5c和中全新世,西部湖泊高湖面出现在MIS 5a^5c和晚全新世.湖面变化的空间差异性很可能与冰期-间冰期旋回尺度及间冰期内部东亚夏季风与西风气候系统在阿拉善高原的相互作用密切相关.     

霸王(Sarcozygium xanthoxylon)灌木年轮记录的1902—2015年阿拉善荒漠中部气候干湿变化

基于阿拉善荒漠中部的4个霸王(Sarcozygium xanthoxylon)样点建立的区域轮宽年表,探讨了霸王径向生长对气候变化的响应及阿拉善荒漠中部区域1902—2015年的干湿变化。结果表明:霸王的径向生长主要受到生长季及前期降水(当年4—7月和前一年10—12月降水)影响。年代际尺度上,区域年表共记录了1920s初—1930s初、1940s初以及1970s末—1980s末3个干旱时段和1900s末—1920s初、1930s、1960s中—1970s中以及1980s末—至今4个湿润时段。区域气候干湿变化以2~8、11、16~32a周期最为明显,在1970s末发生了周期性震荡。本研究所揭示的区域百余年来气候干湿变化波动状况,可为区域环境演变和荒漠化防治提供气候背景代用资料和决策依据。     

阿拉善地块北缘的蛇绿混杂岩带及其大地构造意义

阿拉善地块北缘新近发现两条蛇绿混杂岩带,即恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带和查干础鲁蛇绿混杂岩带。这两条蛇绿混杂岩带在地球化学特征和构造特征等方面都有各自的特点。前者规模巨大,表现为洋壳的性质,是华北地台和中亚陆块的最终缝台线;后者表现为弧后小洋盆的性质,是华北地台北缘的一条岛弧和地台的缝合线。这两条蛇绿混杂岩带的发现,以及对它们性质的研究。对该区的构造单元划分和大地构造演化研究有着重要的意义。并为邻区的对比研究提供了依据。     

兰州第四纪黄土/古土壤序列物源演变: 来自于碳酸盐矿物的证据*

黄土/古土壤的物源研究对于揭示第四纪气候变化和青藏高原隆升历史具有重要意义。本研究以位于黄土高原西部1.4 Ma以来的兰州黄土/古土壤沉积序列为研究对象,基于X射线衍射技术分析了黄土/古土壤中的主要矿物组成,侧重于碳酸盐矿物含量,追溯了兰州黄土/古土壤的直接物源。结果显示: (1)1.4 Ma以来兰州地区黄土/古土壤沉积物的主要直接源区为柴达木盆地沙漠区和阿拉善干旱区。(2)基于二元混合模型计算的潜在原始源区对兰州黄土白云石和总碳酸盐矿物的相对贡献率以及长石与石英比值结果一致支持1.4 Ma以来兰州黄土原始物源发生了多次变化。1.4~1.1 Ma和0.9~0.3 Ma青藏高原东北缘造山带(昆仑山、祁连山)和中亚造山带对兰州黄土的贡献相当,而1.1~0.9 Ma和0.3 Ma以来,中亚造山带对兰州黄土的物源贡献增加,这可能分别是对中更新世气候转型和0.3 Ma以来青藏高原及邻近地区干冷气候增强的响应。1.15 Ma和0.8 Ma兰州黄土/古土壤中高的白云石含量、碳酸盐矿物总含量以及0.8 Ma长石与石英比值的快速升高可能是对“昆黄运动”的响应,进而造成了昆仑山、祁连山对黄土高原物源贡献的增加。     

西北地区中强震前固体潮调制比时空特征分析

基于1900—2015年中国大陆地区浅源地震阴历目录,依据地震活跃特征确定固体潮调制阴历日期和调制比阈值,并利用固体潮调制比时空扫描方法回顾性地研究近年来西北地区发生的3次中强地震,即2013年甘肃岷县漳县M_S6.6、2015年内蒙古阿拉善M_S5.8和2016年青海门源M_S6.4地震前, 区域小震的固体潮调制比时空演化过程.研究结果显示:岷县漳县M_S6.6和阿拉善M_S5.8地震前震中区域出现固体潮调制比异常,门源M_S6.4地震前震中附近的固体潮调制比异常演化时间较长; 西北地区3次中强震均发生在固体潮调制比时空扫描的高值异常集中地区及周围区域,扫描时间窗长度和固体潮调制比异常区域的大小可能与中强震的强度有一定的相关性.      

阿拉善沙漠世界地质公园

阿拉善沙漠地质公园地处内蒙古自治区阿拉善盟境内,以沙漠为主题的地质公园。其中,地处公园之内的腾格里沙漠是中国拥有湖泊数量最多的沙漠;而巴丹吉林沙漠则是中国第二大沙漠,这里拥有世界上面积最大的鸣沙区,以及世界最高的沙山;被誉为“活化石”的胡杨林为公园屹然撑起一片绿色,     

贺兰山—银川地堑及邻区重力异常特征及构造意义

贺兰山—银川地堑及邻区地质结构复杂,对该区域深浅结构特征的研究具有重要意义.本文采用重力归一化总梯度成像和二维小波多尺度分解方法对研究区内重力异常进行了垂向和横向构造分析.重力归一化总梯度成像结果显示高低转换带的倾角、倾向与地质上的贺兰山东麓断裂、银川断裂和黄河断裂分布吻合较好,贺兰山西麓断裂与贺兰山东麓断裂汇交深度约18 km,银川断裂与黄河断裂汇交深度约25 km;二维小波多尺度分解成像结果表明正谊关断裂、贺兰山西麓断裂、芦花台断裂和银川断裂为上地壳断裂,贺兰山东麓断裂、青铜峡—固原断裂以及黄河断裂为下地壳断裂,且这三大断裂可能分别是阿拉善地块东南边界和鄂尔多斯地块西南边界;1739年平罗M 8.0古地震震中与银川断裂在重力剖面深度约15 km汇交,其垂向高低梯度为强变形带,同时古地震震中位于重力正负异常转换部位的低值区,据此可推断此次古地震的发震构造是银川断裂.这些结论可提高对贺兰山—银川地堑及邻区地质结构的认识,为该区地壳动力学过程及强震的孕震机理研究提供一定的科学依据.     

阿拉善北大山地区花岗斑岩岩石成因及构造启示：元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

阿拉善地块位于华北克拉通西南部,其早前寒武纪地质演化及板块归属一直存在争议。北大山杂岩作为阿拉善地块少有出露的前寒武纪变质基底,记录了前寒武纪岩浆-变质事件,为上述问题的制约提供了良好的研究窗口。本文对北大山地区次井子花岗斑岩开展系统的岩石学、地球化学、锆石年代学及Hf同位素数据研究。结果表明,岩石具有较高的SiO₂ (73.85%～75.41%)、Al₂O₃ (13.40%～14.19%)和K₂O(3.83%～4.80%)值,较低的Na₂O(2.10%～3.31%)和Fe₂O₃^T (0.93%～1.33%)值。岩石相对富集轻稀土元素而亏损重稀土元素,具有明显的负铕异常(δEu=0.15～0.29),亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示高分异I型花岗岩特征。岩浆锆石U-Pb年龄揭示岩体形成于(2035.6±8.4) Ma,锆石ε_Hf(t)值(0.48～7.04)均为正值且变化范围较大,Hf...